什么是组态软件，HMIMMISCADA又是什么

组态软件 ：一般英文简称有三种分别为HMI/MMI/SCADA,对应全称为Human and Machine Interface/Man and Machine Interface /Supervisory Control and Data Acquisition，中文翻译为：人机界面/监视控制和数据采集 软件。目前组态软件的发展迅猛，已经扩展到企业信息管理系统，管理和控制一体化，远程诊断和维护以及在互联网上的一系列的数据整合。

1 组态软件产生的背景

“组态”的概念是伴随着集散型控制系统（Distributed Control System简称DCS）的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术的不断发展和应用过程中，PC（包括工控机）相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在：PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟；由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本；PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互 *** 作性强；基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。

组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。组态软件应该能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常应提供分布式数据管理和网络功能。

对应于原有的HMI（人机接口软件，Human Machine Interface）的概念，组态软件应该是一个使用户能快速建立自己的HMI的软件工具，或开发环境。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不能满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现，把用户从这些困境中解脱出来，可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着它的快速发展，实时数据库、实时控制、SCADA、通讯及联网、开放数据接口、对I/O设备的广泛支持已经成为它的主要内容，随着技术的发展，监控组态软件将会不断被赋予新的内容。

2 组态软件在我国的发展及国内外主要产品介绍

组态软件产品于80年代初出现，并在80年代末期进入我国。但在90年代中期之前，组态软件在我国的应用并不普及。究其原因，大致有以下几点：

①国内用户还缺乏对组态软件的认识，项目中没有组态软件的预算，或宁愿投入人力物力针对具体项目做长周期的繁冗的上位机的编程开发，而不采用组态软件；

②在很长时间里，国内用户的软件意识还不强，面对价格不菲的进口软件（早期的组态软件多为国外厂家开发），很少有用户愿意去购买正版。

③当时国内的工业自动化和信息技术应用的水平还不高，组态软件提供了对大规模应用、大量数据进行采集、监控、处理并可以将处理的结果生成管理所需的数据，这些需求并未完全形成。

随着工业控制系统应用的深入，在面临规模更大、控制更复杂的控制系统时，人们逐渐意识到原有的上位机编程的开发方式。对项目来说是费时费力、得不偿失的，同时，MIS（管理信息系统，Management Information System）和CIMS（计算机集成制造系统，Computer Integrated Manufacturing System）的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。因此，在1995年以后，组态软件在国内的应用逐渐得到了普及。下面就对几种组态软件分别进行介绍。

①InTouch：Wonderware的InTouch软件是最早进入我国的组态软件。在80年代末、90年代初，基于Windows31的InTouch软件曾让我们耳目一新，并且InTouch提供了丰富的图库。但是，早期的InTouch软件采用DDE方式与驱动程序通信，性能较差，最新的InTouch70版已经完全基于32位的Windows平台，并且提供了OPC支持。

②Fix：Intellution公司以Fix组态软件起家，1995年被爱默生收购，现在是爱默生集团的全资子公司，Fix6x软件提供工控人员熟悉的概念和 *** 作界面，并提供完备的驱动程序（需单独购买）。Intellution将自己最新的产品系列命名为iFiX，在iFiX中，Intellution提供了强大的组态功能，但新版本与以往的6x版本并不完全兼容。原有的Script语言改为VBA（Visual Basic For Application），并且在内部集成了微软的VBA开发环境。遗憾的是，Intellution并没有提供61版脚本语言到VBA的转换工具。在iFiX中，Intellution的产品与Microsoft的 *** 作系统、网络进行了紧密的集成。Intellution也是OPC（OLE for Process Control）组织的发起成员之一。iFiX的OPC组件和驱动程序同样需要单独购买。

③Citech：CiT公司的Citech也是较早进入中国市场的产品。Citech具有简洁的 *** 作方式，但其 *** 作方式更多的是面向程序员，而不是工控用户。Citech提供了类似C语言的脚本语言进行二次开发，但与iFix不同的是，Citech的脚本语言并非是面向对象的，而是类似于C语言，这无疑为用户进行二次开发增加了难度。

④WinCC：Simens的WinCC也是一套完备的组态开发环境，Simens提供类C语言的脚本，包括一个调试环境。WinCC内嵌OPC支持，并可对分布式系统进行组态。但WinCC的结构较复杂，用户最好经过Simens的培训以掌握WinCC的应用。

⑤ForceControl（力控）：北京三维力控 科技 有限公司的ForceControl（力控）从时间概念上来说，力控也是国内较早就已经出现的组态软件之一。只是因为早期力控一直没有作为正式商品广泛推广，所以并不为大多数人所知。大约在93年左右，力控就已形成了第一个版本，只是那时还是一个基于DOS和VMS的版本。后来随着Windows31的流行，又开发出了16位Windows版的力控。但直至Windows95版本的力控诞生之前，他主要用于公司内部的一些项目。32位下的10版的力控，在体系结构上就已经具备了较为明显的先进性，其最大的特征之一就是其基于真正意义的分布式实时数据库的三层结构，而且其实时数据库结构可为可组态的活结构。在1999~2000年期间，力控得到了长足的发展，最新推出的20版在功能的丰富特性、易用性、开放性和I/O驱动数量，都得到了很大的提高。在很多环节的设计上，力控都能从国内用户的角度出发，即注重实用性，又不失大软件的规范。另外，公司在产品的培训、用户技术支持等方面投入了较大人力，相信在较短时间内，力控软件产品将在工控软件界形成巨大的冲击。

其他常见的组态软件还有GE的Cimplicity，Rockwell的RsView，NI的LookOut，PCSoft的Wizcon以及国内一些组态软件通态软件公司的MCGS，也都各有特色。

3 组态软件的功能特点发展方向

目前看到的所有组态软件都能完成类似的功能：比如，几乎所有运行于32位Windows平台的组态软件都采用类似资源浏览器的窗口结构，并且对工业控制系统中的各种资源（设备、标签量、画面等）进行配置和编辑；都提供多种数据驱动程序；都使用脚本语言提供二次开发的功能，等等。但是，从技术上说，各种组态软件提供实现这些功能的方法却各不相同。从这些不同之处，以及PC技术发展的趋势，可以看出组态软件未来发展的方向。

31数据采集的方式

大多数组态软件提供多种数据采集程序，用户可以进行配置。然而，在这种情况下，驱动程序只能由组态软件开发商提供，或者由用户按照某种组态软件的接口规范编写，这为用户提出了过高的要求。由OPC基金组织提出的OPC规范基于微软的OLE/DCOM技术，提供了在分布式系统下，软件组件交互和共享数据的完整的解决方案。在支持OPC的系统中，数据的提供者作为服务器（Server），数据请求者作为客户（Client），服务器和客户之间通过DCOM接口进行通信，而无需知道对方内部实现的细节。由于COM技术是在二进制代码级实现的，所以服务器和客户可以由不同的厂商提供。在实际应用中，作为服务器的数据采集程序往往由硬件设备制造商随硬件提供，可以发挥硬件的全部效能，而作为客户的组态软件可以通过OPC与各厂家的驱动程序无缝连接，故从根本上解决了以前采用专用格式驱动程序总是滞后于硬件更新的问题。同时，组态软件同样可以作为服务器为其他的应用系统（如MIS等）提供数据。OPC现在已经得到了包括Interllution、Simens、GE、ABB等国外知名厂商的支持。随着支持OPC的组态软件和硬件设备的普及，使用OPC进行数据采集必将成为组态中更合理的选择。

32脚本的功能

脚本语言是扩充组态系统功能的重要手段。因此，大多数组态软件提供了脚本语言的支持。具体的实现方式可分为三种：一是内置的类C/Basic语言；二是采用微软的VBA的编程语言；三是有少数组态软件采用面向对象的脚本语言。类C/Basic语言要求用户使用类似高级语言的语句书写脚本，使用系统提供的函数调用组合完成各种系统功能。应该指明的是，多数采用这种方式的国内组态软件，对脚本的支持并不完善，许多组态软件只提供IF…THEN…ELSE的语句结构，不提供循环控制语句，为书写脚本程序带来了一定的困难。微软的VBA是一种相对完备的开发环境，采用VBA的组态软件通常使用微软的VBA环境和组件技术，把组态系统中的对象以组件方式实现，使用VBA的程序对这些对象进行访问。由于VisualBasic是解释执行的，所以VBA程序的一些语法错误可能到执行时才能发现。而面向对象的脚本语言提供了对象访问机制，对系统中的对象可以通过其属性和方法进行访问，比较容易学习、掌握和扩展，但实现比较复杂。

33组态环境的可扩展性

可扩展性为用户提供了在不改变原有系统的情况下，向系统内增加新功能的能力，这种增加的功能可能来自于组态软件开发商、第三方软件提供商或用户自身。增加功能最常用的手段是ActiveX组件的应用，目前还只有少数组态软件能提供完备的ActiveX组件引入功能及实现引入对象在脚本语言中的访问。

34组态软件的开放性

随着管理信息系统和计算机集成制造系统的普及，生产现场数据的应用已经不仅仅局限于数据采集和监控。在生产制造过程中，需要现场的大量数据进行流程分析和过程控制，以实现对生产流程的调整和优化。现有的组态软件对大部分这些方面需求还只能以报表的形式提供，或者通过ODBC将数据导出到外部数据库，以供其他的业务系统调用，在绝大多数情况下，仍然需要进行再开发才能实现。随着生产决策活动对信息需求的增加，可以预见，组态软件与管理信息系统或领导信息系统的集成必将更加紧密，并很可能以实现数据分析与决策功能的模块形式在组态软件中出现。

35对Internet的支持程度

现代企业的生产已经趋向国际化、分布式的生产方式。Internet将是实现分布式生产的基础。组态软件能否从原有的局域网运行方式跨越到支持Internet，是摆在所有组态软件开发商面前的一个重要课题。限于国内目前的网络基础设施和工业控制应用的程度，笔者认为，在较长时间内，以浏览器方式通过Internet对工业现场的监控，将会在大部分应用中停留于监视阶段，而实际控制功能的完成应该通过更稳定的技术，如专用的远程客户端、由专业开发商提供的ActiveX控件或Java技术实现。

36组态软件的控制功能

随着以工业PC为核心的自动控制集成系统技术的日趋完善和工程技术人员的使用组态软件水平的不断提高，用户对组态软件的要求已不像过去那样主要侧重于画面，而是要考虑一些实质性的应用功能，如软件PLC，先进过程控制策略等。

软PLC产品是基于PC机开放结构的控制装置，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可将标准的工业PC转换成全功能的PLC过程控制器。软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、通信网络等功能，通过一个多任务控制内核，提供了强大的指令集、快速而准确的扫描周期、可靠的 *** 作和可连接各种I/O系统及网络的开放式结构。所以可以这样说，软PLC提供了与硬PLC同样的功能，而同时具备了PC环境的各种优点。目前，国际上影响比较大的产品有：法国CJ International公司的ISaGRAF软件包、PCSoft International公司的WinPLC、美国Wizdom Control Intellution公司的Paradym-31、美国Moore Process Automation Solutions公司ProcessSuite、美国Wonder ware Controls公司的InControl、SoftPLC公司的SoftPLC等。国内推出软PLC产品的组态软件还不见有，国内组态软件要想全面超过国外的竞争对手，就必须搞创新，推出类似功能的产品。

随着企业提出的高柔性、高效益的要求，以经典控制理论为基础的控制方案已经不能适应，以多变量预测控制为代表的先进控制策略的提出和成功应用之后，先进过程控制受到了过程工业界的普遍关注。先进过程控制（Advanced Process Control，APC）是指一类在动态环境中，基于模型、充分借助计算机能力，为工厂获得最大理论而实施的运行和控制策略。先进控制策略主要有：双重控制及阀位控制、纯滞后补偿控制、解耦控制、自适应控制、差拍控制、状态反馈控制、多变量预测控制、推理控制及软测量技术、智能控制（专家控制、模糊控制和神经网络控制）等，尤其智能控制已成为开发和应用的热点。目前，国内许多大企业纷纷投资，在装置自动化系统中实施先进控制。国外许多控制软件公司和DCS厂商都在竞相开发先进控制和优化控制的工程软件包。据资料报道，一个乙烯装置投资163万美元实施先进控制，完成后预期可获得效益600万美元/年。从上可以看出能嵌入先进控制和优化控制策略的组态软件必将受到用户的极大欢迎。

4结束语

用户的需求促使技术不断进步，在组态软件上这种趋势体现得尤为明显。未来的组态软件将是提供更加强大的分布式环境下的组态功能、全面支持ActiveX、扩展能力强、支持OPC等工业标准、控制功能强、并能通过Internet进行访问的开放式系统。

HMI是Human Machine Interface的简称。

HMI其实广义的解释就是“使用者与机器间沟通、传达及接收信息的一个接口”。

举个例子来说，在一座工厂里头，我们要搜集工厂各个区域的温度、湿度以及工厂中机器的状态

等等的信息透过一台 监视并记录这些参数，并在一些意外状况发生的时候能够加以处理。

这便是一个很典型的SCADA/HMI的运用，一般而言，HMI系统必须有几项基本的能力：

实时的资料趋势显示——把撷取的资料立即显示在屏幕上。

自动记录资料——自动将资料储存至数据库中，以便日后查看。

历史 资料趋势显示——把数据库中的资料作可视化的呈现。

报表的产生与打印——能把资料转换成报表的格式，并能够打印出来。

图形接口控制—— *** 作者能够透过图形接口直接控制机台等装置。

警报的产生与记录——使用者可以定义一些警报产生的条件，

比方说温度过度或压力超过临界值，在这样的条件下系统会产生警报，通知作业员处理。

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监控实质是SCADA系统，主要由监控主站、通信系统和远程终端构成。监控主站由通信管理单元和监控工作站监控，对于要求高的，可能还需要数据库服务器，对于需要远程浏览的还需要WEB服务器。通信系统差别很大，可以是电话线，双绞线，数传电台，GPRS电台等。远程终端简称RTU，是负责远方数据采集和控制的设备，因为其工作环境一般在室外，环境比较恶劣，对可靠性和抗干扰能力要求较高。
热力管网远方监控还需要大量的仪表，如温度变送器、压力变送器、流量计等。
11 现状综述
全国各地已不同程度地进行了热力管网监控的试点工作，而且参与的厂商数量比较多，水平参差不齐，各个厂家都是在做试点工作，也有个别厂家开始规模推广。也暴露出很多的问题，主要表现在现场设备可靠性差，可维护性差，不能承受现场恶劣的工作环境（包括高温、低温、潮湿和沙尘）。数据开放性不够，往往是各个厂家互不兼容，软件数据不能共享，呈现一个个的自动化孤岛。
12 设计思想
目的：
热力管网远程监控系统主要是通过对热力站、管网参数的实时检测，采用轮询-应答的通信方式，将检测到的热力站，热力管网状态，通过各种通信方式传送给实时数据库服务器，并以C/S或B/S模式，使各个部门能够及时热力站，热力管网工作状态，能实时监控热网的运行情况，如监视热网最不利压差，协调控制热源的供给以适合热网负荷的变化，保证热网安全、可靠、高效的运行。
原则：
开放性原则，通信协议采用业界较为通用的MODBUS协议。软件采用组态软件，用户可以自行开发，自行维护，RTU采用具有标准协议的产品。现场仪表变送器尽可能选用24V供电的，输出4～20mA的设备。
方案说明：
监控主站采用工控计算机，保证7×24运行。通信方式考虑建设的复杂度，一般推荐采用GPRS或者数传电台，架设速度快。监控装置选用易控微网公司的STC-1、STC-2 微型RTU设备。
2 RTU系统
RTU英文名称Remote Terminal Unit，IEC给的名称TeleControl。
是一种远方数据采集和控制的设备。易控微网公司的STC-1是一种合乎IEC要求的一种微型RTU设备，其型号STC为Small TeleControl的缩写。STC-2是一种可以直接完成交流电量采集的微型RTU设备，主要用于泵站的监控。
21 功能
STC-1 微型RTU设备的功能。
● 8路开关量输出，可以作为遥控、跳闸或者告警。
● 8路开关量输入，也可以作为脉冲量输入。
● 8路直流采样,可以接各种变送器。
● 1个标准485通信口，1个RS485/232接口，支持MODBUS或其它规约，扩展更加容易。
● 贴片安装，无外部总线，可靠性高，抗干扰能力强。
● 卡式导轨或螺丝固定，现场安装更加便
STC-1主要用于测温点，测压点和流量的监控。
STC-2设备主要功能：
● 三表法测量准确测量三相交流电压、电流、有功、无功、频率、功率因数、零序电流等电参量, 可以测量变频器输出。
● 具有3路独立的开关量输出，可以作为遥控、跳闸或者告警
● 6路开关量输入，也可以作为脉冲量输入
● 2路直流采样,可以接各种变送器
● 两路通信接口，支持MODBUS规约，支持主站端的热备用
● FFT算法，可计算1－7次谐波
STC-2 主要用于泵站的监控。
22 现场安装
每个检测点需要安装一个监测箱，监测箱要求合乎IPC55防护等级要求。在监测箱内安装1台或者多台STC-1、STC-2微型RTU，采用24V供电。箱内配一个220V/24VD或者12V的开关电源，给RTU和电台、变送器供电。
温度变送器选用PT100的温度变送器，输入为3线制，输出为2线制。
压力变送器选用2线制的设备，由24V供电。
流量计可以选用电磁流量计或者涡轮流量计，输出可以是4~20mA或者是频率信号。频率信号可以接STC-1的开关量输入，可以计算单位时间流量，还可以计算总流量。
STC-1的继电器输出可以控制阀门，应用非常方便。
对于热力泵，供水泵，STC-2可以监控其工作电压电流，出口温度，出口压力，流量计频率信号可以接STC-2的开关量输入，可以计算单位时间流量，还可以计算总流量。STC-2需要安装三个电流互感器。
对于热力站可能需要多个STC-1或者STC-2，安装时可以把他们的RS485接口通过双绞线构成一个RS485网络，然后通过1台SCM-1通信模块进行数据转发。
电台也安装在控制箱内，通过50欧姆馈线输出。电台的通信接口接STC-1、SCT-2或者SCM-1的RS232接口。
3 通信
SCADA系统的通信方式可以多种多样，考虑系统的可靠性，有可能还要有备用通道。通信的方式总体说来分为两种，一种是自己架设的专线系统，一种是架设在公网上的系统。
自己架设的系统：自成系统，不需要别人参与，运行费用低，架设成本高，需要用户自己维护。包括，自架的电话线，双绞线，光缆，载波，微波，电台等。
公网系统：电话线，专线，ISDN，帧中继，卫星线路，GPRS等。架设费用低，不需要用户维护，运行费用高。
用户选择时需要自己根据各种利益和费用考虑。
考虑热力管网分散，和建设的速度，我们推荐采用无线方式。
自行架设可以采用数传电台，相关手续：到无线电管理委员会申请频点，登记，购买数传电台。费用：频点占用费，电台费用，馈线，天线费用，架设费用。
参考价格:频点 1500元/年 电台 2000元左右 天线馈线 500元
公网GPRS或者CDMA，需要和当地的中国移动或者中国联通洽谈计费方式（可以包月或者按照流量计费），费用包括GPRS/CDMA收费，GPRS电台费用。
参考价格：包月 100元左右 电台 2000元左右。
参考数传电台：
数传电台可以选择深圳固迪GD230V型25W/8W功率稳定超强型无线数传电台，具有如下特点：
● 高性能、高稳定、高可靠
● 适合于各种恶劣的工作环境；
● 精密压铸铝结构配合精良的电路设计，抗干扰能力更强；
● 采用温补频率基准源，确保高稳定收发频率；
● 专业的散热设计适合于长期不间断工作；
● 有效通信距离远；
● 采用频率合成技术，通过计算机灵活方便地设置频点；
● 全部设置通过设置软件完成， *** 作简便；
● 点对点、点对多点，灵活组网；
● 提供外置调制解调器接口；
● 提供模拟通道，方便进行话音通信；
● 可选配手咪喇叭配件，直接对讲，方便工程施工；
● 电源工作指示灯、空中收发指示灯及数据收发指示灯使工作状态一目了然；
● 采用超大规模集成电路，低功耗设计，SMT生产工艺；
● 工业级产品设计，温度范围宽。
● 集收发数据、话音通信于一体，功能强大。
1． 总体指标：
● 频率范围：VHF/UHF
● 频率稳定度：15ppm
● 信道间隔：25KHz/125KHz
● 调制方式：MSK
● 数据接口：RS-232(标准配置) RS-485(选配)
● 接口速率：9600/4800/2400/1200bps（可设置）
● 接口校验：无校验/奇校验/偶校验 （可设置）
● 信道速率：2400/1200bps （可设置）
● 信道总数：16 （可扩充）
● 天线阻抗：50Ω
● 电源电压：DC 138V　（12—15V）
● 电源消耗：接收时<100mA，满功率发射时<55A
● 体积：长×宽×高=149mm×109mm×50mm
2．接收机指标：
● 接收灵敏度：≤025μV（12dB信纳比）
● 杂散及镜频干扰：≥70dB
● 邻道选择性：≥70dB
● 接收失真：≤3%
3．发射机指标：
● 输出功率：25W （5-25W连续可调）
● 最大频偏：5Kc
● 邻道抑制比：≥70dB
● 杂散发射比：≥70dB
● 发射启动时间：≤40ms
参考GPRS
GPRS MODEM 可以选择深圳市泰达鑫通信技术有限公司开发的TGM8800 GPRS无线数传系统。
4 主站端
选用计算机硬件软件的原则为够用，一定时间内不落后。选用油井控制器的原则价格合理，可靠性高。
41 硬件
根据实现情况配置个人计算机和服务器，包括监控工作站、通信服务器和数据库服务器。
监控工作站选用流行的个人计算机或者工控机。P4 20GHz ,512M RAM,80G 硬盘，20英寸显示器或者17英寸LCD显示器，键盘、鼠标和多媒体套件。配备打印机一台。
通信服务可以选择工控机，对机器要求不是非常高，可以灵活配置。
数据库服务器选择小型工作组服务器即可。
42 软件
软件选用组态软件，可以选用的产品：国内的 开务2000，组态王等，国外的INTOUCH,FIX等。
参考价格：国内不限点版本 报价 5万元左右，可以有折扣。
国外软件可以向代理商咨询，也有国外的盗版软件可用。
系统集成工作：包括实时数据库建立，数据命名，画面设计，画面制作，画面数据与实时数据链接。数据库服务器安装，配置。WEB服务安装，配置，WEB页面制作等。
完成功能：
监控中心采集现场过程数据进行分析计算处理，对运行人员提供 *** 作指导，实现对热网的监测控制、热量供需量分析、管网水力分析、故障诊断报告、历史数据处理、趋势显示等功能。
5 规约说明
MODBUS 规约
MODBUS规约是MODICOM公司开发的一个为很多厂商支持的开放规约
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。
此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了控制器请求访问其它设备的过程，如果回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
标准的Modbus口是使用RS-232C兼容串行接口，它定义了连接口的针脚、电缆、信号位、传输波特率、奇偶校验。控制器能直接或经由Modem组网。
控制器通信使用主—从技术，即仅设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据做出相应反应。典型的主设备：主机和可编程仪表。典型的从设备：可编程控制器。
主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。Modbus协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、错误检测域。
从设备回应消息也由Modbus协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和错误检测域。如果在消息接收过程中发生错误，或从设备不能执行其命令，从设备将建立错误消息并把它作为回应发送出去。
在其它网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。提供的多个内部通道可允许同时发生的传输进程。
在消息位，Modbus协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。如果控制器发送消息，它只是作为主设备，并期望从从设备得到回应。同样，当控制器接收到消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。
查询
查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。例如功能代码03是要求从设备读保持寄存器并返回它们的内容。数据段必须包含要告之从设备的信息：从何寄存器开始读及要读的寄存器数量。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。
回应
如果从设备产生正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据：像寄存器值或状态。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。
控制器能设置为两种传输模式（ASCII或RTU）中的任何一种在标准的Modbus网络通信。用户选择想要的模式，包括串口通信参数（波特率、校验方式等），在配置每个控制器的时候，在Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数。
所选的ASCII或RTU方式仅适用于标准的Modbus网络，它定义了在这些网络上连续传输的消息段的每一位，以及决定怎样将信息打包成消息域和如何解码。
在该系统中，我们仅仅支持RTU的帧格式。
每个字节的位
1个起始位
8个数据位，最小的有效位先发送
1个奇偶校验位，采用偶校验
1个停止位
错误检测域
CRC校验
地址域
消息帧的地址域包含两个字符（ASCII）或8Bit（RTU）。可能的从设备地址是0247 (十进制)。单个设备的地址范围是1247。主设备通过将要联络的从设备的地址放入消息中的地址域来选通从设备。当从设备发送回应消息时，它把自己的地址放入回应的地址域中，以便主设备知道是哪一个设备做出回应。
地址0是用作广播地址，以使所有的从设备都能认识。当Modbus协议用于更高水准的网络，广播可能不允许或以其它方式代替。
功能域
消息帧中的功能代码域包含了两个字符（ASCII）或8Bits（RTU）。可能的代码范围是十进制的1255。当然，有些代码是适用于所有控制器，有此是应用于某种控制器，还有些保留以备后用。
当消息从主设备发往从设备时，功能代码域将告之从设备需要执行哪些行为。例如去读取输入的开关状态，读一组寄存器的数据内容，读从设备的诊断状态，允许调入、记录、校验在从设备中的程序等。
当从设备回应时，它使用功能代码域来指示是正常回应(无误)还是有某种错误发生（称作异议回应）。对正常回应，从设备仅回应相应的功能代码。对异议回应，从设备返回一等同于正常代码的代码，但最重要的位置为逻辑1。
支持主要功能码：
Read Coil Status
Read Input Status
Read Holding Registers（读保持寄存器）
Read Input Registers （读输入寄存器）
Force Single Coil (设置单个继电器)
Preset Single Register （设置单个保持寄存器）
Force Multiple Coils（设置多个线圈）
Preset Multiple Registers（设置多个保持寄存器）
Read General Reference （读文件）
Write General Reference
Mask Write 4X Register
Read/Write 4X Registers （读写保持寄存器）
Read FIFO Queue（读FIFO队列）

SCADA系统中的通信分为内部通信、与I/O设备通信、和外界通 SCADA通讯结构 信。客户与服务器间以及服务器与服务器间一般有三种通信形式，请求式，订阅式与广播式。

设备驱动程序与I/O设备通讯一般采用请求式，大多数设备都支持这种通讯方式，当然也有的设备支持主动发送方式。SCADA通过多种方式与外界通信。如OPC，一般都会提供OPC客户端，用来与设备厂家提供的OPC服务器进行通讯。因为OPC有微软内定的标准，所以OPC客户端无需修改就可以与各家提供的OPC服务器进行通讯。

它应用领域很广，可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。

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